Следящие системы
Дано:
= 2,5
вв = 0,5 рад/с
Мн = 0,8 Нм
Jн = 0,3 НмсІ
н = 0,7 рад/сІ
= 30 %
tпп = 0,3 с
Найти:
Составляющие для определения добротности и коэффициент усиления усилителя.
Выбрать тип измерительного элемента и привести его характеристики , крутизну К1 и число каналов измерительной части .
Выбрать тип исполнительного элемента и привести его характеристики ,определить СΩ ,См ,Тм с учетом нагрузки , определить передаточное отношение редуктора .
Определить коэффициент усиления усилителя .
Начертить функциональную и структурную схемы нескорректированой системы , составить передаточные функции отдельных звеньев и системы в целом .
Построить ЛАЧХ нескорректированой системы и желаемую ЛАЧХ.
Определить вид и параметры корректирующего устройства (коррекция с обратной связью).
По ЛАЧХ скорректированой системы определить запас устойчивости по модулю и фазе , приблизительно оценить время переходного процесса в системе и величину перерегулирования при единичном ступенчатом воздействии на входе.
Начертить структурную схему скорректированой системы и записать ее передаточную функцию.
Построить переходной процесс одним из численных методов с приме-нением ЭВМ.
Определить время переходного процесса и величину перерегулирования и сравнить со значениями , полученными приближенно в пункте 8.
Расчетная часть
1.
= иэ + +зз +л +мш +ск +уск
– суммарная погрешность;
иэ – погрешность измерительного элемента ( должна быть меньше либо равна половине суммарной погрешности ) ;
– погрешность, вносимая усилителем – преобразователем ( в маломощных системах работающих на переменном токе , погрешность усилителя связанная с дрейфом нуля отсутствует ) ;
зз – погрешность зоны застоя ( зависит от конструкции двигателя и коэффициента усиления усилителя и в целом от коэффициента усиления разомкнутой системы ) ;
1
зз = Ку
л – погрешность люфта кинематической передачи ( используя разрезанные шестерни стянутые пружинами, а так же специальные двухдвигательные схемы для выборки люфта, т.е. два двигателя один из которых выполняет роль исполнительного, а второй создает тормозной эффект. Они связаны с выходной первичной шестерней и выполняют роль распорного устройства, т.е. поддерживает положение шестерни редуктора в одном из выбранных крайних положений. Эту погрешность можно принять равной нулю);
мш – механическая погрешность шестерен ( присутствует обязательно. Для высокоточных систем в лучшем случае ее можно считать равной одной угловой минуте ) ;
ск – скоростная погрешность ( для ее устранения используем комбинированную систему , т.е. на входную ось ставится тахогенератор );
Н
П
Д
ИД
Т Г
уск – погрешность по ускорению , требующегося , по заданию , обеспечить на выходном валу.
н 1
уск = К ( Ту + Тм – К )
Из выше изложенного следует :
= иэ +зз +мш +уск
2.
Так как 0,5 ≥ иэ в качестве измерительного элемента используем синусно-косинусный вращающийся трансформатор типа ВТ-5.
Параметры ИЭ:
Uп = 40 В ; иэ = 1 ;
f = 500 Гц ; m = 600 г ;
К1 = 5 мВ/угл. мин.
3.
В качестве исполнительного элемента используем двухфазный асинхронный двигатель переменного тока , который обладает малой инерционностью и малой постоянной времени.
Для определения типа исполнительного двигателя рассчитаем требуемую мощность:
Мн вв 0,8 Нм 0,5 рад/с
Ртр = = 0,9 = 0,43 Вт
Так как мощность реального двигателя в 2-3 раза больше Ртр выбираем двигатель из семейства двигатель-генератор типа ДГ-2ТА.
Параметры ИД:
Рном = 2 Вт ; Uу = 30 В ;
Пном = 16000 об/мин ; Тм = 0,05 с ;
Мном = 18 10ˉ Нм ; Jд = 1,4 10ˉ Нм ;
Мп = 34 10ˉ Нм ; Uтр = 0,5 В .
Проверим этот двигатель на выполнение условия по перегрузке:
Мн +Jнн 0,8 Нм + 0,3 НмсІ·0,7 рад/сІ
iо
= Jдн
=
1,4
10ˉ
Нм ·0,7 рад/сІ =
10300
Мн
Jн